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海西集成电路产业现状与发展对策研究*

2021-02-23刘晓捷郭东辉

海峡科学 2021年12期
关键词:集成电路产教实训

贺 珊 刘晓捷 郭东辉

(厦门大学,福建 厦门 361005)

本文旨在通过分析集成电路人才培养现状与当前海西集成电路企业对人才质量及数量需求的差距,结合海西和我国台湾地区的特色技术进行优势互补,同时在政策支持下,为国家集成电路产教融合平台在人才培养、产业技术支撑能力方面提供有效的建议和策略。采用基础研究分析与实践应用调研相结合的方法,从集成电路本身特色出发,融合理论学习和实践训练,进行专业基础知识的传授以及企业实际经验的分享,并对学生快速掌握行业最新集成电路设计和相关工艺技能提出有效的措施和建议。

1 集成电路产业发展现状

1.1 产业发展状况

集成电路的诞生发展,奠定了现代信息技术的核心硬件基础,推动了以计算机技术、移动通信技术为代表的先进信息技术的发展,不仅使人类社会迅速步入了信息化时代,也使各国人民享受到了信息化社会的便捷,同时还促进了经济、社会等各个方面的发展。集成电路产业和技术发展水平已是国家实力竞争的战略制高点。自2011年起,中国集成电路产业的规模在全球集成电路产业规模的比重开始不断上涨,在2017年该比重已经增至30.5%[1]。同时从2011年到2015年,中国集成电路全行业销售收入的年均增速高达16.7%,收入额也提高到3609亿元。强劲的市场需求提供了历史性的产业发展机遇和空间。近年来,福建省以承接台湾产业转移为载体,产业融合带动区域融合,实现产业转型升级,落实高质量发展,完成赶超。但目前中国在核心芯片、操作系统等关键技术上仍没有摆脱受制于人的局面。所以,必须注重人才培养,利用高校与企业相结合的培养方式,为中国集成电路产业的发展提供坚实有力的人才体系支撑。

1.2 国家相关支持政策

集成电路产业是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性、先导性产业,也是工业经济的命脉产业,其发展水平已成为衡量一个国家综合实力的重要标志。为推动集成电路产业实现跨越式发展,党中央、国务院站在全局高度作出了一系列重大决策,2011年,国务院发布了多项文件支持和鼓励有条件的高校与企业联合办学[2],建立健全集成电路人才培养体系[3],加强集成电路“卡脖子”技术领域人才培养、加快集成电路领域关键核心技术的攻关[4];2019年2月,国家发改委办公厅下发《国家发改委办公厅关于2019年中央预算内投资支持国家集成电路产教融合创新平台项目建设有关事项的通知》,试点支持有关中央高校建设国家集成电路产教融合创新平台项目[5];2020年,国务院印发的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》鼓励推动集成电路设计、封装等领域的项目实施、加强高校与集成电路企业的合作以及优先建设培育集成电路领域产教融合型企业[6]。

2 集成电路产业的需求以及现存问题

2.1 产业发展的需求

2015年以来,在国家发改委、工信部,以及福建省委、省政府的高度重视和大力支持下,厦门市被列为国家集成电路产业生产力布局规划的重点城市[7]。厦门市委、市政府也高度重视集成电路产业发展,将其作为一项关系到厦门市产业发展全局的战略性工作,在以厦门为核心的海西地区重点布局了多个项目,迅速聚集数十家企业,覆盖各产业环节的全产业链,产业集群效应已逐渐显现,海西地区也成为了中国集成电路产业的核心区域。同时海西区域抓住国际半导体产业与市场发展趋势机遇,利用中国集成电路产业发展的窗口期,实施台湾企业落户优惠政策,吸引更多台湾集成电路产业并加大转移速度。

2.2 高校科研创新能力的需求

为加快集成电路产业发展,中国集成电路企业主要采取了全面技术引进的发展模式,实现了长足的进步。但作为一个发展中国家,中国固然要积极引进发达国家的先进技术,进行集成创新,但也要重视原始创新,加强基础研究,才有机会做产业的领跑者。近年来中国一直强调加强自主创新,创建创新型国家,而高校一直是中国集成电路产业基础研究的主力军。因此,学校也需要在掌握足够数量和足够先进的研究手段的基础上,把科学研究、教学实践和教学方法研究三者相互结合、互为促进,不断提高教师的科研能力和学术水平,培养出更多高水平集成电路人才。

2.3 人才能力和数量的需求

根据《国家集成电路产业推进纲要》预测,到2030年集成电路产业规模将较2014年扩大到5倍以上,需要补充50万各类专业技术人才,集成电路产业链的主要环节将达到国际先进水平,实现跨越式发展[3]。虽然中国已成为集成电路产品的生产大国,但并不是强国,还需继续突破一批核心技术、“卡脖子”、短板以加速产业的落地生根能力,并建立健全人才支撑体系。

集成电路产业是典型的知识密集型、技术密集型、人才密集型和资本密集型高科技产业,对人才的依赖尤为突出。当前国际先进水平的集成电路制造和设计涉及到上千种装备工艺和材料以及多个学科和应用方向,因此对集成电路人才的交叉型、复合型和工程化能力要求很高。同样,由于集成电路制造和设计的高复杂度,即使在人才培养的优势高校,也不完全具备培养高水平、工程应用型集成电路高端人才的实践条件。这导致在当前条件下培养出来的人才,解决实际问题的能力偏弱,入职后需经过再次培训以及积累2~3年的实践经验才能成为合格工程师。因此,集成电路产业的快速发展急需创新人才培养模式,紧密对接产业需求,以培养具有产品化和工程化开发经验的实用型和复合型人才为目标。

图1 集成电路从业人员分布

我国不仅急需加强人才工程化实践能力建设,与集成电路相关的人才储备也严重不足,从业人员存在较大的断档。根据国家重大科技专项《极大规模集成电路制造装备及成套工艺》发展战略研究报告的统计,至2030年,集成电路产业的从业人员需求将达到170万人[8],相比2020年的79万人,涨幅达115%,如图1所示。与此同时,2030年集成电路产业技术人员对高学历人才的需求愈加迫切,对于博士的需求量比2020年增加了31.6%,对硕士的需求量也增加了17.5%,如图2所示。这表明对集成电路人才需求的紧迫性。为应对集成电路行业从业人员需求量不断上升的态势,高校集成电路相关专业的招生人数也应持续增加。经专家论证和国务院学位委员会批准,“集成电路科学与工程”被教育部列为一级学科,每年招生人数将会在现有的基础上再增长30%~50%[8]。

图2 各学历集成电路产业技术人员的需求量

2.4 存在的问题及解决方案

厦门作为海西地区的核心,高校人才培养数量不足、人才供给滞后、产业环境吸引力不足等问题尤为突出。虽然厦门大学以及周边高校设置的微电子与集成电路专业每年毕业的本科与硕士生数量有900余人,但由于缺乏实验设施、实训条件和具有工程经验的师资等问题,导致各高校培养高水平、工程应用型集成电路设计人才和制造工艺人才的工程实践条件薄弱,人才普遍缺乏工程化能力,与工业界技术脱节较大,应聘学生的数量和质量远远满足不了产业需求,难以解决区域集成电路人才供应缺口问题。然而,集成电路的快速发展又决定了产业需要大量的技术人才,仅依靠企业的入职培训是不能解决问题的。例如,近几年厦门接待了大量的台湾地区创业团队,遗憾的是,最后因为集成电路设计人才供给不足的问题而无法落地。这说明专业人才“缺口”已经严重制约厦门及周边集成电路产业的发展。为此,加大本地人才培养力度,完善本地人才培养机制,是目前最直接有效的解决方案之一。

由厦门大学承建的国家集成电路产教融合创新平台将重点针对海峡西岸当前的业界需求及现有人才培养能力和培养模式的不足问题,按照培养人员的类型精心制定工程实训项目以及培训课程,重点提升人才的工程化实现能力,紧密对接产业用人需求,从人才培养培训的质量上和数量上作重点突破。

3 集成电路产业发展方案

3.1 意义

要想彻底解决“毕业生就业难,企业用人难”的问题,未来集成电路人才的培养需要加大投入力度,集中财力和优质人力、物力资源,辅以政策扶持,开展产教多方合作,提高人才培养基数,尽力满足产业发展的迫切需要。共同建设厦门大学集成电路产教融合创新平台是工程教育更好服务区域社会经济发展的重要体现。创新平台的建设将极大促进企业与高校的深度育人合作,通过联合设计培养方案,联合培养定制(定向)人才的方式,以需求为向导,探索集成电路人才培养的产教融合育人新模式。利用产教协同育人的方式,提高学生的实践能力,增加其就业竞争力,从而提高学生的就业质量,更好地为集成电路产业服务。依托厦门本地资源,将高校的优势和台湾尖端微电子人才相结合,通过实质有效地引进台湾人才,带动厦门及周边地区的人才培养,满足厦门本地的人才需求。不仅解决了企业缺乏人才的问题,同时也增强了学校的服务意识和服务能力,确保学校教育在企业发展中的基础性、支撑性和关键性的地位,保证了集成电路产业的可持续发展。

3.2 可行性

在国家一系列密集政策的刺激和国内市场需求的推动下,中国集成电路市场得以快速增长,产业规模也逐步扩大。近年来,厦门市委、市政府非常重视发展集成电路产业[9],将其作为厦门转型升级和深化两产业融合大战的最重要抓手,着力打造集成电路产业千亿产业链,并出台了相关政策、基金以及服务平台,目前已吸引了紫光、联芯等70多家集成电路设计企业集聚厦门[10],形成了完整的集成电路产业链,且部分项目已顺利量产。国内集成电路产业实力的增强为产教融合平台的建设打下了坚实的基础。

在企业快速集聚的形势下,厦门及周边地区对工程型专业人才的需求更加强烈。厦门市政府高度重视厦门大学集成电路产教融合创新平台的建设工作,项目承建单位厦门大学作为全国第一个半导体专业的5所联办高校之一,在半导体和集成电路相关领域有超过60年的办学历史,具备雄厚的科研实力、强大的人才储备,已将微电子与集成电路列为国家“双一流”学科建设,并有多个国家级和省级科研与教学平台,在微电子与集成电路相关学科领域拥有优秀的科研和教学师资队伍,其中包括了多名全职院士、长江学者以及杰出青年等教师。通过大力引进国际优秀人才和培养已有教师,致力于师资队伍结构的优化和整体素质的提升。厦门大学不仅在本科设有多个集成电路相关专业,还拥有“集成电路工程”专业硕士点,“电路与系统”“微电子学与固体电子学”两个二级学科博士点及“电子科学与技术”一级学科博士后工作站。同时与台湾多个高校的相关院系签署协议和校际交换生项目,与台湾交通大学开展了关于微电子领域高端人才的深度合作和联合培养,并参考斯坦福大学教学模式,联合设计了与国际接轨的课程体系。与此同时,企业界也踊跃参与共建,开展集成电路领域的人才培养和前沿关键技术的科学研究。

由此可见,项目建设通过国家专项经费投入,由地方政府统筹高校、企业资源和各类支持政策,形成多渠道资金协同投入和成果共享机制,使其具有良好的可行性。

3.3 目标

厦门大学与企业协同建设集成电路领域人才培养的创新平台应兼备创新科学研究和学科建设的功能,支撑厦门大学培养面向集成电路产业的复合型、交叉型人才,建设集成电路“双一流”学科。同时充分利用厦门大学的地理优势,加强与台湾高校及产业的交流,支撑引导海西经济区集成电路产业升级,使平台成为“对台交流合作的战略支点”,聚焦于“卡脖子”的技术领域开展科学研究和技术攻关,带动海峡西岸集成电路产业和人才的聚集。通过项目建设,加快培养多层次的集成电路产业所急需的工程技术人才,快速增加产业技术人员数量,提升人才培养质量及行业在职人员的从业素质,为产业发展提供人才支撑并吸引更多的高端人才和创业团队。平台计划将为厦门及周边地区集成电路专业人才培养提供每年1500人的实训能力,其中包括集成电路设计人才600名,集成电路制造人才900名,同时为900名学历教育学生提供实训环境,将满足约5%~7%的全国需求。

4 实现方法

由厦门大学承建的国家电路产教融合创新平台主要围绕“三个领域”,建设“三个方面”,如图3所示。

目标为统筹高校、企业、政府的资源建立一个能够服务于集成电路专业人才实训、交叉复合型人才实训以及从业人员在职培训的新型机制。总体来说,平台建设原则分别是:

①以集成电路产业需求为主导,强调资源共享;

②加强顶层设计、充分利用现有的基础和条件,不做重复建设;

③平台以人才培养为主,兼顾科技创新和学科建设;

④加强与台湾相关高校和企业的合作,通过聘请台湾高端人才为厦门大学客座教授等方式,使学员学习到先进的微电子集成电路设计和制造技术。

基于以上四点原则,有序推进实施,建成人才培养、科技创新、学科建设“三位一体”的集成电路综合性产教融合创新平台。培养学生兴趣爱好及专业能力,投身于集成电路产业,确保学生无后顾之忧地进入集成电路领域。

4.1 前期准备

国家集成电路产教融合创新平台将结合海峡西岸集成电路产业布局,着力发展具有研究和产业基础的集成电路设计、第三代半导体、特色工艺和先进封测三个领域,通过两岸协同,针对性地推进培养、创新研究和学科建设。通过平台的建设有效对接台湾集成电路产业、高校,引进台湾的集成电路教学方法和师资,培养高效的教师团队和产业急需的人才。

按照厦门大学“双一流”建设总体目标任务,整合集成电路专业学科建设、人才培养、科学研究、经费投入、基本建设等各方面资源,建立健全与集成电路产业发展相适应的本专科、研究生教育和在职培训人才培养体系,并辅以以集成电路产业发展需求为导向的学科专业机构动态调整机制,扩大微电子相关学科专业的本科、硕士、博士的招生规模。

4.2 建设人才培养公共实践平台

除了理论教育,厦门大学也将主动加强与集成电路相关企业、集成电路设计公共服务平台以及省市政府的合作,共建产学研育人实训平台,建立集成电路人才实训机制。聘请国内外高校高水平的师资与具有产业经验的企业高级技术人员参与到平台的人才培养中,并借此吸引更多的企业和经验丰富的工程技术人员参与到人才培养中来。通过共同制定培养目标、共同开发教材、共建教学团队、共建实习实践实训平台,及时调整计划不合理的部分,来支持企业技术人员与在校学生进行有效的融合式产学合作育人实训。

为了扩大影响范围,平台将建立校企对接网络平台,发布集成电路企业实习实训岗位、兼职导师等信息,为学生实习实训提供更多机会。通过建立网络课程体系,为各类学生、在职人员提供学习新技术的资源,实现平台资源的网络化辐射。

同时平台将针对集成电路产业各个方向、各个重要环节布局建立相应的子平台,提供实训的软件、硬件条件。通过建立联合实验室、联合基地的形式,建设集成电路人才实践平台,为学生提供网络化实训条件以及对接市场的创新创业通道,吸纳更多邻近专业人才投身集成电路产业,开展在职培训,提高从业人员素质。根据厦门及周边地区集成电路设计企业的发展情况和人才需求状况制定产业急需的人才实训课程体系,以培养具备高水准的集成电路研发能力人才。平台的软硬件设备也以对接企业实际使用设备为准,确保培训后的人员能快速投入到企业的开发环境中去,满足企业的实际需求。目前,厦门大学电子科学与技术学院暨国家示范性微电子学院已与厦门集成电路设计服务平台合作,利用厦门集成电路设计服务平台的设备环境,针对集成电路设计与集成系统本科专业,开展小规模的实训教学,并已取得一定效果。

4.3 促进技术转化

集成电路产教融合创新平台将加大以硕士生、博士生为主的高端人才培养,解决我国台湾地区集成电路团队落地难的问题,促进集成电路设计产业的高质量发展。同时平台将投入大量的资金建设硬件环境,积极开展集成电路产业需求的前沿技术研究,支持厦门市、福建省乃至海西经济区的集成电路相关企业进行集成电路设计与测试,建立行业企业、风投机构与院校专业项目对接机制,使平台不仅仅成为集成电路急需人才的育人基地,也是打通基础研究、应用研究、成果转移与产业化链条的桥头堡。

为了实现集成电路领域产业与高校人才双向交流的长效机制,产教融合创新平台采用多形式共享的机制,面向海峡西岸地区进行实训资源共享并采取以下举措。

①根据产业园区与企业的人才需求情况,将平台育人和企业内部培训有机融合,分享师资和课程,开展专业培训,共建分平台所在集成电路产业园区及相关企业的高层次人才培养。

②共建分平台,利用业界资源举办的会议、培训和论坛均免费向厦门大学师生开放,将创新平台培养的毕业生优先推荐给分平台所在的产业园区及企业。

③鼓励高校与集成电路企业建立各种联合实验室,高校老师与企业高级专业人才联合指导专业硕士。

④学历教育、企业骨干班、在职研修班、定向培养班、双创定制教学等多种培养模式。在遵守国家教育部的相关规定条件下,高校为企业定向开设工程硕士班或培训班,联合办学,加强集成电路“卡脖子”技术领域人才培养。

5 管理建议及总结

国家集成产教融合平台建设是在国家发改委、教育部、工信部的领导和管理下,成立委员会,专家委员会由国务院集成电路产业专家组成员和企业、学校、行业协会的专家组成。根据职能部门的委托,专家委员会负责对平台建设方案进行审定,对建设过程进行监督检查,对建设结果进行评估验收。同时平台实行了多方共建、多渠道投入、多阶段衔接的运行机制,以工程型人才培养为主要目标,探索产学研融合协同育人新模式,校内平台重点进行教育和培训,校外共建分平台形成“企业化运作、项目化管理”新机制,为其他行业工程型紧缺人才培养提供参考和借鉴。

综合本项目的建设布局和规划方案,项目的实施将全面提升集成电路产业设计与制造工艺人才的专业水平和培养规模。将理论学习和实践训练相结合,传授专业基础知识和企业实际经验,让学生能够快速掌握行业最新、业界领先以及企业同步的设计方法、设计流程、EDA工具、工作环境。推进集成电路工程型人才培养,有助于他们更快地融入到集成电路产业发展中去,及时改善企业的人才短缺局面,并缩短企业的人才入职培训及培养过程,为集成电路产业持续输送高水平技术人才。通过项目建设建立机制,引进我国台湾地区集成电路教学体系和师资,并引导我国台湾地区集成电路设计创业团队落地厦门及周边地区,促进海西地区及周边区域集成电路设计水平的提升。同时,围绕产教融合创新平台开展学科建设和科学研究,更好地服务国家战略需求和地方经济建设。

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